컨텐츠 메뉴
● 텅스텐 카바이드 란 무엇입니까?
>> 텅스텐 카바이드의 특성
>> 텅스텐 카바이드의 응용
● 전기 도금 텅스텐 카바이드
>> 텅스텐 카바이드 전기 도금 방법
>> 전기 도금 텅스텐 카바이드와 관련된 단계
● 전기 도금 텅스텐 카바이드의 이점
● 전기 도금 된 텅스텐 카바이드의 적용
● 전기 도금 대안
● 코팅 방법의 비교
● 텅스텐 카바이드 코팅 기술의 최근 발전
● 건강 및 안전 고려 사항
● 결론
● FAQ
>> 1. 탄스텐 카바이드가 순수한 텅스텐으로 전기 도금 될 수 있습니까?
>> 2. 전기 도금 텅스텐 탄화물의 주요 이점은 무엇입니까?
>> 3. 전기 니켈 도금 란 무엇이며 왜 탄산탄에 사용됩니까?
>> 4. 전기 도금 된 텅스텐 카바이드를 사용함으로써 가장 큰 이점이있는 산업은 무엇입니까?
>> 5. 텅스텐 탄화물을 전기 플라이트하는 대안은 무엇입니까?
● 인용 :
텅스텐 카바이드 는 탁월한 경도, 내마모성 및 열 특성으로 유명한 다목적 재료로서 수많은 산업 응용 분야에 필수적입니다 [5]. 섭씨 500도 미만의 서비스 온도가있는 마모 응용 프로그램에 종종 사용되며, 침식, 마모, 프렛팅, 슬라이딩 마모 및 충격에 대한 저항이 필요한 시나리오에 이상적입니다 [2].
전기 도금은 전류가 용해 된 금속 이온을 감소시켜 전극상에서 금속 코팅을 형성하는 금속 마감 기술이다 [4]. 전기 흡수로라고도하는이 과정은 특별히 제조 된 전해질 용액 (도금 욕)에 공작물 (기판)을 담그는 것을 포함한다 [4].
텅스텐의 높은 반응성으로 인해 순수한 텅스텐으로 기질을 전기 플라이트하는 것은 도전적이며, 일반적으로 니켈 또는 다른 금속과의 공동 결정이 필요합니다 [4]. 전통적인 수성 도금 욕조는 텅스텐 도금에 대한 허용 가능한 결과를 산출하지 않았다 [4]. 그러나 텅스텐 표면, 특히 텅스텐 카바이드 워크 피스에 도금하는 것은 효과적인 기술로 달성 할 수 있으며 종종 부식 보호를 향상시킵니다 [4].
텅스텐 카바이드 란 무엇입니까?
텅스텐 카바이드는 텅스텐과 탄소의 화합물입니다. 그것은 강철보다 약 3 배 더 단단한 매우 단단한 재료이며, 젊은의 모듈러스는 약 530-700 GPA이며, 납과 금의 중간에 강철보다 두 배나 밀도가 높습니다 [5]. 2,870 ° C (5,200 ° F)의 높은 용융점과 6,000 ° C (10,830 ° F)의 끓는점이 있습니다 [5].
텅스텐 카바이드의 특성
텅스텐 카바이드는 다양한 산업에서 귀중한 특성의 고유 한 조합을 보유하고있다 [5] :
- 경도 : 예외적으로 단단하여 탁월한 내마모성을 제공합니다 [5].
- 내마모성 : 침식, 마모 및 충격을 포함하여 높은 수준의 마모를 견딜 수 있습니다 [2].
- 열 안정성 : 심각한 스트레스와 침식 조건에서 강도와 무결성을 유지합니다 [5].
- 부식 저항 : 강한 결합 강도와 낮은 다공성으로 인해 산화에 대한 탁월한 저항성을 제공합니다 [2].
- 높은 융점 : 변형없이 고온을 견딜 수 있습니다 [5].
텅스텐 카바이드의 응용
Tungsten Carbide의 속성은 다양한 산업 분야의 다양한 응용 분야에 적합합니다 [5] :
- 항공 우주 및 항공 : 터빈 블레이드 및 랜딩 기어 부품과 같은 중요한 엔진 구성 요소를 마모로부터 보호합니다 [5].
- 석유 및 가스 생산 : 드릴링 장비에 사용되어 연마 환경에서 드릴 비트 및 펌프 부품의 수명을 연장합니다 [5].
- 제조 및 산업 처리 : 고속 가공 작업에서 서비스 수명을 연장하기위한 절단 도구에 적용됩니다 [5].
- 발전 : 기존 및 재생 에너지 시스템에서 침식으로 인한 터빈 성분을 방패 [5].
- 자동차 산업 : 다양한 자동차 부품에 대해 고속 강과 같은 중금속 합금 생산에 사용됩니다 [8].
- 스포츠 장비 : 내구성으로 인해 골프 클럽과 같은 운동 장비에서 사용됩니다 [7].
전기 도금 텅스텐 카바이드
전기 도금 텅스텐 카바이드는 재료를 다른 금속으로 코팅하여 부식성과 같은 특성을 향상 시키거나 특정 응용 분야를 준비하는 것을 포함합니다 [8]. 순수한 텅스텐은 플레이트가 어렵지만, 텅스텐 카바이드는 특정 기술을 사용하여 효과적으로 전기 도금 될 수있다 [4].
텅스텐 카바이드 전기 도금 방법
1. 전해 공정 :
-이 방법은 수성산 불소 욕조에서 전해 텅스텐 카바이드 양극을 포함하여 이용 가능한 텅스텐 이온을 생성하는 것을 포함한다 [1]. 금속 (예 : 니켈)의 산 가용성 염이 텅스텐과 합금에 첨가된다. 욕조의 pH는 4.5 내지 6.8 사이로 조정되고, 용액은 제곱 피트 당 약 14 암페어의 전류 밀도를 갖는 35 ℃ 내지 80 ℃의 온도에서 유지된다 [1].
-이 과정의 변형에는 이산화 불소 욕조에 이산화물 (WO2)을 용해시켜 이용 가능한 텅스텐 이온을 생성하는 것이 포함됩니다 [1].
2. 전기 니켈 도금 :
- 전기 니켈 도금은 전류가 필요하지 않기 때문에 텅스텐 카바이드에서 자주 사용됩니다 [8]. 이 과정은 화학 반응으로 니켈이 기질에 결합하게하는 특수 용액에 성분을 담그는 것과 관련이있다 [8]. 이 방법은 균일 한 코팅을 제공하고 부식 저항을 향상시킨다 [8].
전기 도금 텅스텐 카바이드와 관련된 단계
1. 텅스텐 카바이드 기판의 준비 :
- 오일, 그리스 또는 산화물과 같은 오염 물질을 제거하려면 표면을 철저히 청소해야합니다. 방법에는 초음파 청소, 알칼리성 세정 및 산 에칭이 포함됩니다 [4].
- 표면 활성화 : 적절한 식기로 표면을 에칭하면 도금 된 금속의 접착력이 향상됩니다.
2. 전해질 용액의 준비 :
- 전해면 도금의 경우, 수성산 불소 욕조가 제조된다. 이 목욕에는 금속 이온, 합금, 염화 니켈) 및 기타 첨가제가 포함되어있어 도금 품질을 향상시킵니다 [1].
- 전기 도금의 경우 특수 전기 니켈 도금 용액이 사용됩니다 [8]. 이 용액에는 니켈 이온, 환원제 (예 : 저 나트륨 하이퍼 포스 파이트), 착물 제제 및 안정제가 포함되어 있습니다 [8].
3. 전기 도금 공정 :
- 전해면 도금 : 텅스텐 카바이드 기판은 전해질 욕조에 캐소드로 배치되고 텅스텐 또는 텅스텐 합금 양극이 사용됩니다. 전류가 적용되어 용액의 금속 이온이 텅스텐 카바이드 표면에 증착되도록합니다 [1].
- 전기 도금 : 텅스텐 카바이드 기판은 전기 도금 욕조에 침지된다. 용액은 적절한 온도 (일반적으로 80-90 ° C)로 가열되고 화학 반응은 니켈이 기질에 침착하게됩니다 [8].
4. 치료 후 :
- 도금 후, 성분을 철저히 헹구어 잔류 전해질 용액 [4].
-코팅 후 손잡이 릴리프 프로세스는 충분하고 오래 지속되는 코팅 접착력을 보장하기 위해 적용될 수있다 [4].
- 코팅은 경도와 접착력을 향상시키기 위해 열처리에 노출 될 수있다 [2].
전기 도금 텅스텐 카바이드의 이점
전기 도금 텅스텐 카바이드는 몇 가지 장점을 제공합니다 [8].
- 향상된 부식 저항 : 도금 된 층은 부식성 환경으로부터 텅스텐 카바이드를 보호한다 [8].
- 개선 된 내마모성 : 코팅은 사용 된 금속에 따라 추가 내마모성을 제공 할 수 있습니다 [2].
- 표면 경도 증가 : 니켈과 같은 특정 코팅은 텅스텐 카바이드의 표면 경도를 증가시킬 수 있습니다 [2].
- 더 나은 전기 전도성 : 니켈과 같은 코팅은 전자 전기 전도도를 향상시켜 전자 응용 분야에서 유리합니다 [8].
- 용접 및 납땜 촉진 : 니켈 코팅을 통해 표면에서 용접, 납땜 및 브레이징을보다 쉽게 수행 할 수 있습니다 [8].
전기 도금 된 텅스텐 카바이드의 적용
전기 도금 된 텅스텐 카바이드는 강화 된 특성으로 인해 다양한 응용 분야에서 사용됩니다 [5] :
- 절단 도구 : 텅스텐 카바이드는 석유, 채굴, 금속 가공 및 목공 산업을위한 절단, 회전 및 밀링 도구 생산에 일반적으로 사용됩니다 [8]. 전기 도금은 공구의 마모 및 부식 저항을 향상시킨다 [5].
- 전자 구성 요소 : Tungsten의 전기 전도도 및 내열성으로 인해 전기 접촉, 반도체 및 방열판에 사용됩니다. 니켈 코팅은 내식성을 향상시키고 더 균등 한 코팅을 가능하게한다 [8].
- 산업 장비 : 가열 요소 및 방사선 방패와 같은 구성 요소에서 전기 도금은 가혹한 환경에 대한 재료의 저항을 향상시킵니다 [5].
- 자동차 및 항공 우주 구성 요소 : 자동차 및 항공 우주 응용 분야에서 발견 된 것과 같은 열, 마모 및 부식에 대한 저항이 필요한 부분에 사용됩니다 [8].
- 유압 피스톤 : 유압 시스템의 마모 및 부식성 저항을 향상시킵니다 [2].
- 드릴 비트 : 다양한 산업에서 시추 장비의 수명과 성능을 확장합니다 [2].
- 항공 우주 엔진 : 엔진 부품을 마모 및 환경 적 요인으로부터 보호합니다 [2].
- 게이트 및 볼 밸브 : 밸브 구성 요소의 내구성과 신뢰성을 향상시킵니다 [2].
- 다운 홀 도구 : 석유 및 가스 추출에 사용되는 도구의 수명을 보장합니다 [2].
- 비행기 착륙 트루닝 : 임계 랜딩 기어 부품에 대한 마모 및 부식 보호를 제공합니다 [2].
- 펌프 응용 프로그램 : 펌프 부품의 성능과 수명을 향상시킵니다 [2].
전기 도금 대안
전기 도금은 텅스텐 카바이드의 특성을 향상시키는 일반적인 방법이지만 다른 코팅 기술은 뚜렷한 이점을 제공합니다 [2].
- 고속 산소 연료 (HVOF) 코팅 :이 열 스프레이 공정은 텅스텐과 코발트를 결합하여 높은 결합 강도, 낮은 다공성 및 우수한 내마모성을 갖는 코팅을 초래합니다 [6]. HVOF 코팅은 공기 혈장 또는 연소 분말 스프레이 공정의 것보다 밀도가 높고 결합이 우수하며 종종 하드 크롬 도금의 대체물로 사용됩니다 [2].
- 플라즈마 스프레이 코팅 : 코팅을 제공하기 위해 용융 또는 열이 저렴한 재료를 표면에 분무하는 것과 관련이 있습니다. 이 방법은 다양한 재료와 함께 사용될 수 있으며 넓은 표면 영역에 적합합니다 [6].
- 화학 증기 증착 (CVD) : 기화 된 전구체의 화학적 반응을 통해 박막이 기질 상에 증착되는 공정. CVD 코팅은 균일 성과 강한 접착력으로 알려져 있습니다 [2].
- 물리 증기 증착 (PVD) : 박막과 코팅을 생산하는 데 사용되는 진공 코팅 기술. PVD 프로세스에는 스퍼터링, 증발 및 아크 증기 증착이 포함됩니다 [2].
코팅 방법 코팅 방법 비교
| 코팅 방법 |
공정 |
장점 |
단점 |
응용 |
| 전기 도금 |
전류를 사용하여 용해 된 금속 이온을 줄이고 전극상에서 코팅을 형성합니다 [4]. |
내식성 향상, 내마모성 개선, 표면 경도 증가, 전기 전도성 향상, 용접 및 납땜이 촉진된다 [8]. |
순수한 텅스텐으로 도전 할 수 있으며, 특정 목욕 화학이 필요하며, 최적의 접착을 위해 치료 후 필요할 수 있습니다 [4]. |
절단 도구, 전자 부품, 산업 장비, 자동차 및 항공 우주 구성 요소 [8]. |
| HVOF 코팅 |
고속 산소 연료를 사용하여 텅스텐과 코발트의 조합을 기판에 뿌린다 [6]. |
하드 크롬 도금에 비해 높은 결합 강도, 낮은 다공성, 우수한 내마모성, 우수한 경도 및 부식성 저항 [2]. |
서비스 온도가 높을수록 부서지기 쉬운 단계를 초래할 수 있으며, 내마모성과 코팅 무결성을 줄이고 강산에는 권장되지 않습니다 [2]. |
유압 피스톤, 드릴 비트, 항공 우주 엔진, 게이트 및 볼 밸브, 다운 홀 도구, 비행기 착륙 트루닝, 다양한 펌프 응용 분야 [2]. |
| 혈장 스프레이 코팅 |
스프레이 스프레이는 표면에 용융되거나 열이납니다. [6]. |
다목적, 넓은 표면 영역에 적합한 다양한 재료와 함께 사용할 수 있습니다 [6]. |
HVOF에 비해 더 높은 다공성을 가질 수 있으며, 치료 후 필요가 필요할 수있다 [6]. |
내마비 코팅, 열 장벽 코팅, 부식 방지 코팅 [6]. |
| 화학 기상 증착 (CVD) |
기화 된 전구체의 화학적 반응을 통해 박막을 기질에 퇴적시킨다 [2]. |
균일 한 코팅, 강한 접착력, 고온 응용에 적합합니다 [2]. |
비싸고, 고온이 필요하며, 위험한 부산물을 생성 할 수 있습니다 [2]. |
반도체 제조, 내마비 코팅, 부식 방지 코팅 [2]. |
| 물리 증기 증착 (PVD) |
박막과 코팅을 생산하는 데 사용되는 진공 코팅 기술 [2]. |
높은 경도, 내마모성, 부식 저항은 다양한 재료와 함께 사용할 수 있습니다 [2]. |
비싸고 제한된 코팅 두께가 될 수 있으며, 치료 후가 필요할 수있다 [2]. |
절단 도구, 장식 코팅, 내마모 코팅 [2]. |
텅스텐 카바이드 코팅 기술의 최근 발전
최근의 연구는 텅스텐 카바이드 코팅의 성능과 적용을 향상시키는 데 중점을 두었습니다 [5] :
- 나노 구조화 된 텅스텐 카바이드 코팅 :이 코팅은 세련된 미세 구조로 인한 경도, 내마모성 및 골절 강인성을 제공합니다.
- 하이브리드 코팅 : 텅스텐 카바이드를 그래 핀 또는 폴리머와 같은 다른 재료와 결합하면 내식성 향상 또는 마찰 감소와 같은 맞춤형 특성으로 코팅을 만들 수 있습니다.
- 고급 증착 기술 : 펄스 레이저 증착 (PLD) 및 고전력 임펄스 마그네트론 스퍼터링 (HIPIMS)과 같은 기술은 접착력이 향상된 더 밀도가 높고 균일 한 코팅을 생성 할 수 있습니다.
- 표면 변형 : 혈장 처리 또는 레이저 표면 텍스처링과 같은 치료 전 및 후 처리 표면 변형은 텅스텐 카바이드 코팅의 성능을 더욱 향상시킬 수 있습니다.
건강 및 안전 고려 사항
텅스텐 카바이드 및 전기 도금 공정으로 작업 할 때는 잠재적 인 건강 및 안전 위험을 고려하는 것이 중요합니다 [2] :
-Hexavalent Chromium : Reach Directive에서 크게 제한되는 전통적인 하드 크롬 도금은 알려진 인간 발암 물질 인 육각형 크롬을 사용합니다 [2]. HVOF 적용 텅스텐 카바이드 코팅은 더 안전한 대안으로 간주됩니다 [2].
- 화학 물질에 대한 노출 : 전기 도금에는 다양한 화학 물질의 사용이 포함되며, 그 중 일부는 위험 할 수 있습니다. 장갑, 마스크 및 눈 보호와 같은 적절한 개인 보호 장비 (PPE)는 착용해야합니다 [2].
- 환기 : 공기 중 입자와 화학 증기에 대한 노출을 최소화하려면 적절한 환기가 필요합니다 [2].
- 폐기물 처리 : 환경 영향을 최소화하기 위해 폐기물 및 소비 된 전해질 용액에 대한 적절한 처리 방법을 따라야합니다 [2].
결론
결론적으로, 순수한 텅스텐은 전기를 배출하기 어렵지만, 텅스텐 카바이드는 효과적으로 전기 도금되어 특성을 향상시키고 응용 분류를 확장 할 수있다. 전해질 또는 전기 전기이든 전기 도금 공정은 개선 된 차단 저항, 내마모성 및 표면 경도와 같은 이점을 제공합니다. HVOF 및 플라즈마 분무와 같은 대체 코팅 방법은 특정 성능 특성을 달성하기위한 추가 옵션을 제공합니다. 기술이 발전함에 따라 지속적인 연구는 텅스텐 카바이드 코팅의 성능과 적용을 계속 개선하여 수많은 산업에서 지속적인 중요성을 보장합니다. 텅스텐 카바이드 전기 도금의 특성, 프로세스 및 이점을 이해함으로써 엔지니어와 제조업체는 재료와 프로세스를 최적화하기 위해 정보에 근거한 결정을 내릴 수 있습니다.
FAQ
1. 탄스텐 카바이드가 순수한 텅스텐으로 전기 도금 될 수 있습니까?
텅스텐의 높은 반응성으로 인해 순수한 텅스텐으로 텅스텐 카바이드를 전기 플로트하는 것은 어려운 일이지만, 니켈과 같은 다른 금속으로 전기로 플레이 할 수있어서 내식성 및 내용 저항성과 같은 특성을 향상시킬 수 있습니다 [4].
2. 전기 도금 텅스텐 탄화물의 주요 이점은 무엇입니까?
주요 이점에는 내식성 향상, 내마모성 향상, 표면 경도 증가, 전기 전도성 향상 및 용접 및 납땜이 포함됩니다 [8].
3. 전기 니켈 도금 란 무엇이며 왜 탄산탄에 사용됩니까?
전기 니켈 도금은 전류가 필요하지 않은 공정입니다. 텅스텐 카바이드에서 균일 한 코팅을 제공하고, 내식성을 개선하며, 표면에서 용접 및 납땜을보다 쉽게 수행 할 수 있도록하기 위해 사용됩니다 [8].
4. 전기 도금 된 텅스텐 카바이드를 사용함으로써 가장 큰 이점이있는 산업은 무엇입니까?
대부분의 혜택을받는 산업에는 항공 우주, 석유 및 가스, 제조, 발전, 자동차 및 전자 제품이 포함되어 있으며, 내마모성 향상, 내식성 및 코팅 된 재료의 열 안정성으로 인해 [5] [8].
5. 텅스텐 탄화물을 전기 플라이트하는 대안은 무엇입니까?
대안은 고속 산소 연료 (HVOF) 코팅, 혈장 스프레이 코팅, 화학 증기 증착 (CVD) 및 물리 증기 증착 (PVD)을 포함합니다 [2]. 각 방법은 뚜렷한 장점을 제공하며 다른 응용 분야에 적합합니다 [6].
인용 :
[1] https://www.freepatentsonline.com/2145745.html
[2] https://www.bandbprecision.co.uk/tungsten-carbide-coating/
[3] https://www.sciencemadness.org/talk/viewthread.php?tid=77083
[4] https://www.sharrettsplating.com/base-materials/tungsten
[5] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide
[6] https://www.industrialplating.com/materials/tungsten-carbide-coatings
[7] https://rselectro.in/blog-description/5-tungsten-carbide-applications/9135
[8] https://www.sharrettsplating.com/blog/electroless-nickel-plating-tungsten/
